Detection of Early Reflections using Autocorrelation Function

El análisis de restricción a nivel de secuencia permitió identificar entre dos y ocho variantes alélicas del gen GBSSI en el mismo genotipo de yuca (Figura 11), lo que sugiere que la característica libre de amilosa no se corresponde con herencia mendeliana para un organismo diploide.

38 Caracterización molecular del gen GBSSI involucrado en la mutación waxy en yuca (Manihot esculenta Crantz)

Figura 11. Detección de variantes entre clones del mismo genotipo. Las flechas en verde

representan los sitios de corte para TaqI y las flechas en azul representan los sitios de corte para

RsaI.

Aiemnaka et al. (2012) reportó la existencia de una única copia del gen GBSSI en la yuca, basado en el análisis de secuencia de 10 genotipos de yuca, 4 mutantes waxy y 6 no-waxy, sugiriendo que la yuca es un diploide funcional. Los resultados obtenidos en este estudio, basados en el secuenciamiento de 150 clones provenientes de 30 genotipos de yuca, capturaron a un amplio nivel de resolución, la variabilidad interna en la especie M. esculenta para este gen, además de identificar nuevas fuentes del gen waxy en yuca (Figura 11). Nuestros resultados, además evidencian la existencia de dos a ocho variantes alélicas del gen GBSSI en el genoma de la yuca. (Magoon et al. 1969). Este tipo de comportamiento se ha observado en otras especies. Van de Wal et al. (2001) reportó al menos ocho alelos responsables por codificar la proteína GBSSI en papa, usando técnicas basadas en la estructura genómica como Southern Blot y PCR. A pesar del carácter poliploide y heterocigoto de la papa, fue posible asignar variación en la actividad del gen GBSSI a la composición alélica en el locus de GBSSI dentro de una población de Solamun tuberosum y líneas de mejoramiento de Solanum.

Resultados y discusión 39

Pooni et al. (1993) reportó para arroz que el contenido de amilosa es controlado por una serie de alelos en un único locus con efectos mayores y uno o más genes con efectos menores. Adicionalmente, se demostró que una aberración durante el evento de splicing del intrón 1 a partir de la región 5’UTR resultó en el decremento de la expresión del gen waxy y en una reducción del contenido de amilosa (Cai et al. 1998). En mijo, por ejemplo, se han caracterizado diferentes alelos Wx los cuales regulan los niveles de la proteína wx y en consecuencia el contenido de amilosa (Nakayama et al. 1998).

La papa, por ejemplo, comparada con trigo y arroz, es una especie, tetraploide, heterocigota, que se propaga vegetativamente, donde eventos de alelismo múltiple son más comunes; sin embargo, como consecuencia de esta heterogeneidad, los efectos del alelismo múltiple, son menos obvios de lo que se podría evidenciar en una especie diploide, como el arroz. No obstante, el efecto de alelismo múltiple, ya había sido demostrado en papa en 1994, por Eck et al. en la variación de la forma del tubérculo. El gen responsable por esta característica es el gen Ro, mapeado en el cromosoma 10. En este estudio, se llevaron a cabo evaluaciones utilizando polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción (RFLP), debido a que se habían observado diferencias entre clones que pertenecían a una misma clase morfológica y que estaban influenciados por las mismas condiciones medioambientales. Este análisis permitió identificar cuatro clases genotípicas en la progenie en una relación 1:1:1:1. Los efectos significativamente diferentes (P=0.0157) de los alelos provenientes de ambos parentales proporcionaron evidencia del multialelismo en el locus Ro.

Estudios realizados en papa (Solanum tuberosum) (Spooner et al. 2008), manzana (Maloideae; Rosaceae) (Evans & Campbell 2002; Evans et al. 2000) y Geinae (Rosaceae) (Smedmark et al. 2003), han dilucidado el origen poliploide, producto de hibridización de linages ancentrales para estas especies a través de estudios filogenéticos empleando el gen GBSSI, cuya utilidad en este tipo de estudios como un marcador filogenético ortólogo fue primero demostrada por Mason-Gamer y Kellogg (1996) en pastos. La validez de este gen para análisis filogenéticos radica en su previa caracterización como un gen de copia única en muchas especies cultivadas, adicionalmente, debido a que los genes de copia única están sujetos a procesos

40 Caracterización molecular del gen GBSSI involucrado en la mutación waxy en yuca (Manihot esculenta Crantz)

evolutivos diferentes en comparación con genes de plastidios o marcadores nucleares altamente repetitivos, son capaces de proveer una fuente valiosa de evidencia filogenética independiente (Mason-Gamer et al. 1997). En particular, las regiones intrónicas del gen GBSSI están sujetas a tasas altas de cambio en comparación con otros tipos de genes empleados en análisis filogenéticos, tales como la región ITS del ADN ribosomal. Los intrones del gen GBSSI no sólo exhiben altos niveles de variación, sino que proveen potencialmente un gran número de caracteres también. Este gen en particular, estructuralmente está conformado por 13 intrones, en contraste con la estructura más simple del gen ITS.

Aunque aún no existe consenso acerca de la estructura del genoma de la yuca, el cultivo es considerado como un alopoliploide segmentado (Magoon et al. 1969) o un alopoliploide (Umannah & Hartman 1973), puesto que no se sabe todavía acerca de los ancestros diploides de los 36 cromosomas somáticos de la yuca. En este sentido, hay coherencia con el descubrimiento de más de dos versiones alélicas de este gen, y que GBSSI, si bien es una característica homocigota recesiva (reportes) no obedece a herencia Mendeliana 3:1, a pesar de lo reportado por Ceballos et al. (2007).